基于聚类分析的地球化学数据分布特征研究.pdf

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1、第28卷第2期有色矿冶Vo1．28．№22012年4月NON—FERROUSMININGANDMETALLURGYApril2012文童编号：1007—967X(2012)02—0001—03基于聚类分析的地球化学数据分布特征研究孟海东，孙家驹，殷跃，徐贯东(1．内蒙古科技大学矿业工程学院，内蒙古包头014010；2．维多利亚大学工程与科学学院应用信息技术研究所，澳大利亚墨尔本3029)摘要：将地球化学采样点作为数据对象，测量的16种元素作为数据对象属性，运用数据挖掘技术中的聚类分析对采样点进行聚类，研究与分析了测区内地球化学元素的分布特征。研究结果表明，聚类结果

2、和地层岩性有明显对应关系，能够有效地反映出不同地质单元的地球化学元素分布特征。关键词：数据挖掘；聚类分析；K—means；地球化学数据中图分类号：P59文献标识码：A的距离，把样本指派给距离最小的簇。(3)更新质0引言心。根据每个簇当前所拥有的所有样本，重新计算随着经济的高速发展，我国矿产资源的对外依每个簇的质心。(4)检查是否满足停止条件J。存度加大，大批大中型矿山保有储量趋于枯竭，直接本文采用PolyAnalyst软件对数据进行K—影响到了我国经济社会可持续发展，寻找接替资源means聚类分析；用MapGISK9数字制图功能进行已追在眉睫¨。传统的地球化学探矿

3、方法是根据数据处理和聚类结果成图。采样区域内每个采样点、每一种化学元素含量值绘制等值线图，然后对所有元素的等值线图进行分析2区域地质背景与比对。与传统的地球化学找矿不同的是我们利用研究区域面积为361km左右，区内地层出露聚类方法的特点，根据每一个采样点的多个化学元较多，但分布较广的为上古生界地层和新生界地层。素组合特征对其进行聚类分析，来确定采样区域内各类侵入岩十分发育，金属矿床(点)数量众多，为地球化学元素的分布特征，聚类明显的区域是地球中亚巨型造山带和金属成矿带的重要组成部分H]。化学找矿有利区域。2．1地层1聚类分析(1)古生界聚类分析向来是数据挖掘研究的

4、重要方面，泥盆系，巴润特花组(Dlb)：砂岩、细砂岩、板岩“聚类”顾名思义是要将相近的对象聚成一类，为此夹灰岩透镜体。安格尔音乌拉组一岩段(Da)：凝需要确切地描述和度量有关属性，并从中比较对象灰岩、板岩夹粉砂岩、泥岩及灰岩透镜体。问的相似度，把最近的对象归并成类，使类内样本的二叠系上统，阿尔陶勒盖组(Pa)：灰、灰黄色相似性尽可能大，而类间样本的相似性尽量小。中酸性岩屑晶屑凝灰岩夹安山质岩屑晶屑凝灰岩、K—means算法是很重要的一种聚类算法。K凝灰质砂岩及安山玢岩。宝力格庙组一岩段—means是一种基于划分的聚类算法，因为它有理(Pb)：安山质岩屑晶屑凝灰岩夹

5、岩屑晶屑凝灰岩、论上可靠、算法简单、速度快等优点而被广泛使凝灰质砂岩、粉砂岩、板岩、安山玢岩。宝力格庙组用J。K—means算法是一个迭代计算“质心”并根二岩段(Pb)：岩屑晶屑凝灰质砂岩夹凝灰质板岩。据样本和质心的距离把各样本指派到各个簇的过程。主要具体步骤如下：(2)中生界(1)确定初始质心。生成K个质心，K由用户白垩系下统巴彦花组(K，b)：砾岩夹灰白、灰黄指定。(2)指派样本。计算每一个样本到各个质心色含砾不等粒硬砂岩及少量泥岩并含植物化石碎基金项目：教育部“春晖计划”合作项目：数据挖掘技术在矿产资源评价中应用研究(Z2009—1—01041)；内蒙古自治

6、区高等学校科学研究项目重点项目：矿山隐伏矿体预测技术研究(NJZZ11140)。收稿日期：2011—02—27作者简介：孟海东(1958～)，男，内蒙古包头人，教授，博士，主要研究方向为矿产资源开发。2有色矿冶第28卷片。Xij=[Xi{一min(xj)]／[max(xi)一min(Xj)](1)侏罗系上统，兴安岭群中山火山岩组(J3xn。)：式中xii——经过正规化的第i行的第j列的数据；片理化安山玄武岩、安山岩夹玄武安山岩，倾斜流线xii——原始数据中第i行的第j列的数据；构造，中性喷出岩；兴安岭群中山火山岩组(J3xn)：min(X)——样本中第j列的最小数

7、据；灰白灰黄白色、流纹质岩屑晶屑凝灰岩、角砾凝灰岩max(xi)——样本中第j列的最大数据。夹流纹岩、角砾熔岩。3．2聚类分析(3)新生界K—means算法需要用户根据先验知识提供聚第四系更新统橄榄玄武岩(B)。第三系，上新类数K，但多数情况下，聚类数K事先无法确定_5]。统(N)：泥岩夹钙质结核。分别取K=3到11进行聚类分析。K值的大小决定2．2侵入岩了我们对采样点(数据对象)分类的多少。选取不燕山早期侵入岩^yⅡ：以酸性和中酸性岩为同K值的目的是为了分析聚类结果的稳定性和可主，中型岩并不多见，主要为粉红、肉红色花岗斑岩；靠性。将聚类结果表示到采样位置图中，采

8、样点所还有